원소들의 발생 순서와 시간 간격을 모두 고려하는 효과적인 이상 시퀀스 탐지 기법

이주연, 이기용

http://doi.org/10.5626/JOK.2021.48.4.469

최근 다양한 응용에서 시간의 흐름에 따라 관측된 원소들로 구성된 시퀀스 데이터가 활발하게 생성되고 있다. 주어진 시퀀스들 중에서 이상(anomalous) 시퀀스를 탐지하는 기법들은 활발히 연구되어 왔으나 이들 대부분은 주로 원소들의 발생 순서들만을 고려한다. 본 논문에서는 원소들의 발생 순서뿐만이 아니라 원소들 사이의 시간 간격까지 고려한 효과적인 이상 시퀀스 탐지 기법을 제안한다. 이를 위해 제안 방법은 두 개의 오토인코더를 결합한 모델을 사용한다. 첫 번째는 LSTM 오토인코더로서 원소들의 발생 순서에 대한 특징을 학습하며, 두 번째는 그래프 오토인코더로서 원소들 간 시간 간격에 대한 특징을 학습한다. 학습이 완료되면 각 시퀀스를 학습된 모델에 입력하여 모델이 복원한 원소들의 발생 순서 및 원소들 간의 시간 간격이 원 시퀀스와 차이가 큰 시퀀스를 이상 시퀀스로 판단한다. 본 논문에서는 가상데이터를 사용한 다양한 실험을 통해 제안 방법이 RNN 오토인코더로 학습하는 방법 및 단일 LSTM 오토인코더만을 사용하는 방법 그리고 딥러닝을 사용하지 않는 방법보다 효과적으로 이상 시퀀스를 탐지함을 확인하였다.